本文關(guān)鍵詞：一種驗(yàn)證三維地效翼船模型縱向穩(wěn)定性的方法

  更多相關(guān)文章： 地效翼船 數(shù)值模擬 氣動(dòng)力特性 縱向穩(wěn)定性

【摘要】：地效翼船是一種集飛機(jī)與船舶優(yōu)點(diǎn)于一身的兩棲運(yùn)載工具。解決飛行穩(wěn)定性問(wèn)題是地效翼船設(shè)計(jì)中的一個(gè)重點(diǎn)難點(diǎn)。地效翼船高速掠海飛行時(shí)安全高度儲(chǔ)備不足，因此良好的自動(dòng)控制系統(tǒng)和縱向穩(wěn)定性能是保證地效翼船安全的重要前提。地效翼船在地效區(qū)內(nèi)氣動(dòng)特性隨高度和攻角改變呈非線性劇烈變化，周?chē)鲌?chǎng)復(fù)雜，目前尚無(wú)足夠的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式用于估算其外形和氣動(dòng)性能參數(shù)。文章用數(shù)值模擬的方式研究了考慮主翼、尾翼、船體在內(nèi)的地效翼船在地效區(qū)航行時(shí)的縱向穩(wěn)定性。 目前驗(yàn)證地效翼船穩(wěn)定性主要依賴試驗(yàn)方法，如風(fēng)洞試驗(yàn)或帶有動(dòng)力裝置的模型試驗(yàn)。進(jìn)行不同攻角、飛行速度、飛行高度的地效翼船模型實(shí)驗(yàn)所需要的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，成本高。隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高，數(shù)值模擬方法越來(lái)越受到重視。與實(shí)驗(yàn)方法相比，數(shù)值模擬方法成本較低，并且對(duì)模型尺寸、外形沒(méi)有限制。文章的研究目的是采用數(shù)值模擬的方法分析地效翼船的縱向穩(wěn)定性，作為初步設(shè)計(jì)的輔助手段為吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)提供良好的模型數(shù)據(jù)。 文章研究?jī)?nèi)容包括對(duì)二維翼型截面的數(shù)值模擬和對(duì)三維整船的數(shù)值模擬。 文章通過(guò)二維數(shù)值模擬計(jì)算對(duì)NACA0012翼型在有無(wú)地面效應(yīng)影響狀態(tài)下分別進(jìn)行了研究。將無(wú)地面效應(yīng)的計(jì)算數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)值模擬的有效性并選擇湍流模型Transition k-kl-omega進(jìn)行后續(xù)計(jì)算。研究受到地面效應(yīng)影響時(shí)翼型截面氣動(dòng)力性能隨攻角、飛行高度、飛行速度變化的特征。 文章通過(guò)三維數(shù)值模擬計(jì)算對(duì)全尺寸地效翼船模型縱向穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。研究方法的過(guò)程如下，初步設(shè)計(jì)一艘概念地效翼船，首先建立Solidworks模型，，利用ANSYS中的Workbench進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最后由Fluent進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。計(jì)算同時(shí)考慮到了機(jī)翼、尾翼、機(jī)身的氣動(dòng)力響應(yīng)。根據(jù)計(jì)算結(jié)果判定概念地效翼船的初步設(shè)計(jì)是否滿足縱向穩(wěn)定性要求，如果不滿足則為設(shè)計(jì)提出修改意見(jiàn)。 文章得出受到地面效應(yīng)影響時(shí)NACA0012翼型截面氣動(dòng)力特性及概念地效翼船三維模型氣動(dòng)力特性的變化規(guī)律，并指出此設(shè)計(jì)模型在縱向穩(wěn)定性方面的局限性。三維數(shù)值模擬結(jié)果表明在飛行高度大于1m時(shí)，縱向穩(wěn)定性條件不能滿足，這樣的飛行高度限制顯然不能適應(yīng)實(shí)際的航行需求。指出設(shè)計(jì)應(yīng)該通過(guò)改變氣動(dòng)力布局、改良翼型等手段實(shí)現(xiàn)攻角焦點(diǎn)向后移動(dòng)直至滿足穩(wěn)定性要求的修改方向。為地效翼船吹風(fēng)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷母牧继峁┝艘环N可靠的數(shù)值模擬途徑。
【關(guān)鍵詞】：地效翼船 數(shù)值模擬 氣動(dòng)力特性 縱向穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：U674.942
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 地面效應(yīng)以及地效翼船的特征14-15
• 1.2 典型地效翼船介紹15-17
• 1.3 地效翼船的應(yīng)用范圍17-18
• 1.3.1 民用領(lǐng)域17-18
• 1.3.2. 軍用領(lǐng)域18
• 1.4 國(guó)內(nèi)外主要研究現(xiàn)狀18-20
• 1.5 選題意義及主要內(nèi)容20-22
• 第二章 地效翼船的分類(lèi)22-31
• 2.1 地效翼船的分類(lèi)22-24
• 2.1.1 依據(jù)氣動(dòng)力布局22-23
• 2.1.2 依據(jù)飛行高度23-24
• 2.2 各國(guó)地效翼船的布局形式及其特征24-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 地效翼船縱向穩(wěn)定性理論計(jì)算與數(shù)值計(jì)算31-43
• 3.1 普通飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性滿足條件理論推導(dǎo)31-32
• 3.2 地效翼船縱向穩(wěn)定性滿足條件理論推導(dǎo)32-37
• 3.2.1 俯仰穩(wěn)定性計(jì)算32-34
• 3.2.2 飛高穩(wěn)定性計(jì)算34-37
• 3.3 數(shù)值模擬計(jì)算過(guò)程37-38
• 3.4 流體計(jì)算軟件 Fluent 設(shè)置方法及計(jì)算過(guò)程控制38-39
• 3.5 湍流模型的介紹分析與選擇39-42
• 3.5.1 單方程模型（Spalart-Allmaras）39-40
• 3.5.2 Standard k-δ 模型40
• 3.5.3 雷諾應(yīng)力模型（RSM）40-41
• 3.5.4 大渦模擬（LES）41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第四章 二維模型數(shù)值模擬與結(jié)果分析43-50
• 4.1 不考慮地效的翼型氣動(dòng)特性計(jì)算43-46
• 4.2 考慮地效的翼型氣動(dòng)特性計(jì)算46-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 三維數(shù)值計(jì)算方法過(guò)程與結(jié)果分析50-67
• 5.1 概念船舶設(shè)計(jì)50-53
• 5.2 模型建立53-55
• 5.3 3D 模型的數(shù)值模擬55-66
• 5.3.1 邊界條件設(shè)置及計(jì)算過(guò)程控制55
• 5.3.2 工況設(shè)置55-56
• 5.3.3 三維模型數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果及分析56-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 總結(jié)67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-74
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 惲良,謝佑農(nóng),孫君,鄔成杰,彭桂華;“天鵝”號(hào)兩棲地效翼船的研究與設(shè)計(jì)[J];船舶工程;2000年02期

2 林海;飛機(jī)地面效應(yīng)及其試飛方法[J];飛行力學(xué);1996年04期

3 高成慧;;利用SolidWorks的組合體讀圖方法研究[J];工程圖學(xué)學(xué)報(bào);2006年06期

4 石亞軍;袁昌華;徐新發(fā);;地效翼船起降穩(wěn)定性研究[J];船舶力學(xué);2007年04期

5 周謙;石亞軍;袁昌華;徐新發(fā);陳瑋琦;;地效翼船實(shí)時(shí)視景仿真研究[J];中國(guó)艦船研究;2007年04期

6 朱自強(qiáng),付鴻雁,吁日新,劉杰;翼型和機(jī)翼的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J];中國(guó)科學(xué)E輯:技術(shù)科學(xué);2003年11期

7 洪亮;陶鋼;洪方文;徐秉漢;;地效翼船復(fù)雜流場(chǎng)的計(jì)算與分析[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2007年01期

8 方晶;袁洪;謝繼偉;;SolidWorks軟件在海工產(chǎn)品設(shè)計(jì)和仿真中的應(yīng)用[J];CAD/CAM與制造業(yè)信息化;2013年06期

9 陳華良;秦小嶼;王勇;;VC++對(duì)SolidWorks二次開(kāi)發(fā)的一種方法[J];現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備;2006年05期

10 周謙;徐新發(fā);袁昌華;;地效翼船運(yùn)動(dòng)特性的數(shù)學(xué)仿真[J];中國(guó)造船;2008年03期

本文編號(hào)：553289